【物理】2020届一轮复习人教版热学实验学案 4页

热学实验 实验目的 学习一种估测分子大小的方法——“用油膜法估测分子的大小”‎ 实验原理 将油酸滴在水面上，让油酸尽可能散开，可认为油酸在水面上形成单分子油膜层，如果把分子看作球形，单分子油膜层的厚度就可以看作油酸分子的直径，事先测出油酸滴的体积V和油膜的面积S，就可以算出分子的直径：‎ 实验仪器 盛水方盘、注射器(或胶头滴管)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉、酒精油酸溶液、量筒、彩笔.‎ 实验步骤 ‎(1)在方盘中盛入适量的水(约‎2cm深)，使水处于稳定状态.‎ ‎(2)用注射器(或胶头滴管)取事先配好的酒精油酸溶液，逐滴滴入量筒，记下量筒中滴入1 mL溶液所需加入溶液的滴数；‎ ‎(3)将痱子粉均匀地撒在水面上.‎ ‎(4)用注射器(或胶头滴管)靠近水面将一滴酒精油酸溶液滴在水面上.‎ ‎(5)待油酸膜的面积稳定后，把玻璃板放在方盘上，用笔描绘出油膜的形状.‎ ‎(6)将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓范围内正方形的个数N，‎ 注意事项 ‎(1) 实验前应检查方盘是否干净，如果有油渍则导致实验无法完成.‎ ‎(2) 方盘中的水应保持稳定状态，最好静置一段时间. 痱子粉均匀撒在水 面上.‎ ‎(3) 向水面滴酒精油酸溶液时，针尖应竖直、靠近水面，如果离水面太高，可能无法形成油膜. 最好在‎1 cm左右. 滴酒精油酸溶液时要注意控制好，只滴1滴.‎ ‎(4) 计算油膜面积时，以坐标纸上方格的数目来计算(边长‎1cm) .不足半个的舍去，多于半个的算1个 .‎ ‎046.南京市2008届第一次模拟考试12．（2）（本题4分）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，有下列操作步骤，请补充实验步骤C的内容及实验步骤E中的计算式：‎ A．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中，记下滴入 1 mL 的油酸酒精溶液的滴数N；‎ B．将痱子粉末均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面足够大，且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；‎ C．________________________________________________________________________‎ D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长‎1cm的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数m；‎ E．用上述测量的物理量可以估算出单个油酸分子的直径 d = _______________ cm．‎ 答：C．待油膜稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔画出油酸薄膜的外围形状；………………………………………………………………………………………（2分）‎ E．d = 5n×10－4/Nm …………………………………………………………（2分）‎ ‎059.江苏南通市2008届第三次调研测试12.Ⅰ(2) 用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V2；②‎ 用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；③先往边长为30～‎40cm的浅盘里倒入‎2cm深的水；④用注射器往水面上滴1滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上，计算出轮廓范围内正方形的总数为N．则上述过程遗漏的步骤是 ▲ ；油酸分子直径的表达式d= ▲ ．‎ 答：将痱子粉均匀撒在水面上（2分） （2分）‎ ‎064. 08年福建省十大名校高考模拟试题11．（5分）在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，每1mL上述溶液中有液滴50滴，把一滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待均匀撒有痱子粉的水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在板上描出油膜的轮廓，随后把板放在坐标纸上，其形状如图所示。已知坐标纸中每个正方形小方格的边长均为‎20mm。则油酸膜的面积约为________m2，估测出油酸分子的直径为__________m。（结果保留一个有效数字） 答：50 × 0.022 = 2 × 10-2（2分） ‎ ‎（3分）‎ ‎006江苏省南通市08届第一次基础调研测试12.A．（10分）（模块3-3试题）‎ ‎ （1）液晶既具有液体的性质，又具有晶体的性质．液晶表面层的分子势能 （选填“大于”、“等于”或“小于”）内部的分子势能；给液晶加热时，液晶的熵将 （选填“增加”、“减少”或“不变”）．‎ ‎ （2）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸5mL．用注射器测得1mL上述溶液有液滴50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上描 出油膜轮廓，再将玻璃板放在坐标纸上，其形状如 图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为‎1cm．则：‎ ‎①油膜的面积约为多少？（保留两位有效数字）‎ ‎②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？‎ ‎③根据上述数据，估算出油酸分子的直径．（保留一 位有效数字）‎ A．（10分）（模块3-3试题） ‎ ‎（1） 大于，增加（4分）‎ ‎（2）①‎84cm2（‎82 cm2 ~‎85 cm2都给分） （2分）‎ ‎② （2分）‎ ‎③ （2分）‎ ‎014.山东泰安市07年第一轮质量检测14．（9分）[选修3—3]‎ 用油膜法估测分子的大小，方法及步骤如下：‎ ‎①向体积V油 = 1 ml油酸中加酒精，直至总量达到V总 = 500 ml。‎ ‎②向注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n = 100滴时，测得其体积恰好是V0 = 1 ml。‎ ‎③先往边长30~‎40cm的浅盘里倒入‎2cm深的水，‎ 然后将 均匀地撒在水面上。‎ ‎ ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待 油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板 放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状。‎ ‎ ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上， ‎ 如图所示，数出轮廓范围内正方形的个数N， ‎ 正方形边长l = ‎20mm。‎ ‎ 根据以上信息，回答下列问题（有数值计算的问题，先用信息中字母写出表达式再代入数值并统一单位算出结果）‎ ‎ （1）步骤③中应填写：‎ ‎ （2）1滴油酸溶液中纯油酸的体积V纯是多少毫升？‎ ‎ （3）油酸分子直径是多少米？‎ 解：（1）痱子粉（或细石膏粉） （2分）‎ ‎ （2）ml = 2×10－5ml （3分）‎ ‎ （3）V纯 = N l2·d （2分）‎ ‎ m = 4×10‎-10m （2分）‎ ‎055.08年佛山市高三教学质量检测（二）13. （2）（5分）（选做，适合选修3—3的同学）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将4mL的纯油酸溶液滴入‎20L无水酒精溶液中充分混合．注射器中1mL的上述混合溶液可分50滴均匀滴出，将其中的1滴滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸上正方形小方格的边长为‎10mm．试解答下列问题，结果均取一位有效数字。‎ ‎①（2分）油酸膜的面积约是多少?‎ ‎②（3分）已知每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10-6 mL，请估测油酸分子的直径。‎ ‎【解析】本小题考查用油膜法测分子直径的实验数据处理方法。‎ ‎①油酸膜的面积：S＝81×(10×10－3)‎2 m2‎＝8×10－‎3 m2‎（2分）‎ ‎②油酸分子直径 （3分）‎ ‎063.上海市南汇区2008年第二次模拟考试16．（6分）用右面的实验装置可研究气体的等压变化规律。h是装满水的玻璃容器，a为一端封闭的玻璃管，b为两端开口的玻璃管，用橡皮管e将两管下端连接在一起，b管用g固定在可上下移动的标有刻度的木板f上，c为温度计，d是用来加热的电阻丝，a、b及e管内充有一部分水银，a、b管内水银面等高，如图所示。‎ ‎（1）此装置中研究的对象是 。‎ ‎（2）若用电热丝加热，a管中的水银面将 ；如要 保持压强不变，则应调节b管 （填“上升”或“下降”）。‎ 答：（6分）（1）被封闭在a管中的气体　（2）下降、下降　每空2分 ‎031.上海市静安区07-08学年第一学期期末检测9、为研究影响家用保温瓶保温效果的因素，某同学在保温瓶中灌入热水，现测量初始水温，经过一段时间后再测量末态水温。改变实验条件，先后共做了6次实验，实验数据记录如下表：‎ 序号 瓶内水量（mL）‎ 初始水温（‎0C）‎ 时间（h）‎ 末态水温（‎0C）‎ ‎1‎ ‎1000‎ ‎91‎ ‎4‎ ‎78‎ ‎2‎ ‎1000‎ ‎98‎ ‎8‎ ‎74‎ ‎3‎ ‎1500‎ ‎91‎ ‎4‎ ‎80‎ ‎4‎ ‎1500‎ ‎98‎ ‎10‎ ‎75‎ ‎5‎ ‎2000‎ ‎91‎ ‎4‎ ‎82‎ ‎6‎ ‎2000‎ ‎98‎ ‎12‎ ‎77‎ 下列研究方案中符合控制变量方法的是 ( A )‎ A、若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第1、3、5次实验数据 B、若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第2、4、6次实验数据 C、若研究初始水温与保温效果的关系，可用第1、2、3次实验数据 D、若研究保温时间与保温效果的关系，可用第4、5、6次实验数据